【手続補正書】
【提出日】平成18年6月22日(2006.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】シリコン結晶中の窒素濃度測定方法、窒素濃度測定用換算表の作成方法、シリコンウエハ及びその製造方法、及び半導体装置の製造方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン結晶を準熱平衡状態に到るまで加熱する工程と、
前記シリコン結晶の赤外線吸収スペクトルを測定し、該吸収スペクトルから、不純物窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求める工程と、
前記吸収ピークの強度に基づき、前記シリコン結晶中の窒素濃度を求める工程と、
を有することを特徴とするシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項２】
前記不純物窒素に起因する欠陥が、ＮＮペア又はＮＮＯ複合体である請求項１に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項３】
前記ＮＮペアの吸収ピークとして、９６３ｃｍ-1又は７６３ｃｍ-1の波数に現れるものを用いることを特徴とする請求項２記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項４】
前記ＮＮＯ複合体の吸収ピークとして、７９６ｃｍ-1、８０１ｃｍ−１、９９６ｃｍ−１、１０２６ｃｍ−１のいずれかの波数に現れるものを用いることを特徴とする請求項２記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項５】
前記準熱平衡状態における前記吸収ピークの強度は、加熱時間によらずほぼ一定となることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項６】
前記加熱する工程の後、前記シリコン結晶を冷却する工程を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項７】
前記冷却する工程は、加熱されたシリコン結晶を、加熱雰囲気中から室温雰囲気中に取り出すことを特徴とする請求項６に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項８】
前記窒素濃度を求める工程は、前記吸収ピークの強度の最も大きなものを用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項９】
前記加熱する工程は、７００〜９００℃で前記シリコン結晶の加熱を行い、前記窒素濃度を求める工程は、前記吸収ピークとして、波数９６３ｃｍ-1の位置に現れるものを用いることを特徴とする請求項８に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項１０】
前記シリコン結晶を加熱する工程における加熱温度をＴ［℃］としたとき、１０．５６×ｅｘｐ（−０．００２Ｔ）［時間］以上加熱する請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項１１】
前記シリコン結晶は、ＣＺ法で引き上げられたシリコンインゴットから切り出された窒素の添加されたシリコンウエハであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項１２】
不純物窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度とシリコン結晶中の窒素濃度との対応関係の示された換算表を準備する工程を、さらに有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項１３】
前記窒素濃度を求める工程は、前記換算表を参照し、前記求めた吸収ピークの強度に対応するシリコン結晶中の窒素濃度を求めることを特徴とする請求項１２に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項１４】
シリコン結晶を準熱平衡状態に到るまで加熱する工程と、
前記シリコン結晶の赤外線吸収スペクトルを測定し、該吸収スペクトルから、ＮＮペアに起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求める工程と、
前記吸収ピークの強度に基づき、前記シリコン結晶中の窒素濃度を求める工程と
を有することを特徴とするシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項１５】
前記加熱する工程は、８００℃でシリコン結晶を加熱することを特徴とする請求項１４に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定方法。
【請求項１６】
窒素濃度の異なる複数のシリコン結晶を準備する工程と、
前記複数のシリコン結晶を、それぞれ準熱平衡状態に到るまで加熱する工程と、
前記複数のシリコン結晶のそれぞれについて、赤外線吸収スペクトルを測定し、該吸収スペクトルから、不純物窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求める工程と、
前記吸収ピークの強度と前記窒素濃度とを対応付けて換算表を作成する工程と、
を有することを特徴とするシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項１７】
前記不純物窒素に起因する欠陥が、ＮＮペア又はＮＮＯ複合体である請求項１６に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項１８】
前記ＮＮペアの吸収ピークとして、９６３ｃｍ-1又は７６３ｃｍ-1の波数に現れるものを用いることを特徴とする請求項１７記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項１９】
前記ＮＮＯ複合体の吸収ピークとして、７９６ｃｍ−１、８０１ｃｍ−１、９９６ｃｍ−１、１０２６ｃｍ−１のいずれかの波数に現れるものを用いることを特徴とする請求項１７記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項２０】
前記準熱平衡状態における前記吸収ピークの強度は、加熱時間によらずほぼ一定となることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項２１】
前記加熱する工程の後、前記シリコン結晶を冷却する工程を有することを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項２２】
前記冷却する工程は、加熱されたシリコン結晶を、加熱雰囲気中から室温雰囲気中に取り出すことを特徴とする請求項２１に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項２３】
前記窒素濃度を求める工程は、前記吸収ピークの強度の最も大きなものを用いることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項２４】
前記加熱する工程は、７００〜９００℃で前記シリコン結晶の加熱を行い、前記窒素濃度を求める工程は、前記吸収ピークとして、９６３ｃｍ-1を用いることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項２５】
前記シリコン結晶を加熱する工程における加熱温度をＴ［℃］としたとき、１０．５６×ｅｘｐ（−０．００２Ｔ）［時間］以上加勢する請求項１６乃至２３のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項２６】
前記シリコン結晶は、ＣＺ法で引き上げられたシリコンインゴットから切り出された窒素の添加されたシリコンウエハであることを特徴とする請求項１６乃至２５のいずれか１項に記載のシリコン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法。
【請求項２７】
ＣＺ法を用いて、窒素が添加されたシリコン単結晶を引き上げる工程と、
引き上げられたシリコン単結晶インゴットから複数のシリコンウエハを切り出す工程と、
少なくとも１枚のシリコンウエハを準熱平衡状態に到るまで加熱する工程と、
前記シリコンウエハの赤外線吸収スペクトルを測定し、該吸収スペクトルから、不純物窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求める工程と、
前記吸収ピークの強度に基づき、前記シリコン結晶中の窒素濃度を求める工程と、
前記窒素濃度が予め定められた範囲内かどうか判断する工程と、
を有することを特徴とするシリコンウエハの製造方法。
【請求項２８】
前記判断する工程は、前記窒素濃度が予め定められた範囲内であれば、前記複数枚のシリコンウエハについて合格とし、前記窒素濃度が予め定められた範囲外であれば、前記複数枚のシリコンウエハについて不合格とすることを特徴とする請求項２７に記載のシリコンウエハの製造方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載のシリコンウエハの製造方法によって、合格とされたシリコンウエハ。
【請求項３０】
請求項２８に記載のシリコンウエハの製造方法によって、合格とされたシリコンウエハ上に半導体集積回路を作製することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン結晶中の窒素濃度測定方法、及び窒素濃度測定用換算表の作成方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
さらに、本発明は、上述の窒素濃度測定方法を利用したシリコンウエハの製造方法、その製造方法で製造されるシリコンウエハ、及びそのシリコンウエハ上に集積回路が作製された半導体装置の製造方法に関する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の目的は、シリコン結晶中の不純物窒素濃度を高精度に測定することが可能な窒素濃度測定方法、及び窒素濃度測定用換算表の作成方法を提供することである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の他の目的は、上述の窒素濃度測定方法を利用してシリコンウエハを製造する方法を提供することである。本発明のさらに他の目的は、この方法で製造されるシリコンウエハを提供することである。本発明のさらに他の目的は、この方法で製造されたシリコンウエハ上に集積回路を作製する方法を提供することである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の一観点によると、
シリコン結晶を準熱平衡状態に到るまで加熱する工程と、
前記シリコン結晶の赤外線吸収スペクトルを測定し、該吸収スペクトルから、不純物窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求める工程と、
前記吸収ピークの強度に基づき、前記シリコン結晶中の窒素濃度を求める工程と、
を有することを特徴とするシリコン結晶中の窒素濃度測定方法が提供される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の他の観点によると、
シリコン結晶を準熱平衡状態に到るまで加熱する工程と、
前記シリコン結晶の赤外線吸収スペクトルを測定し、該吸収スペクトルから、ＮＮペアに起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求める工程と、
前記吸収ピークの強度に基づき、前記シリコン結晶中の窒素濃度を求める工程と
を有することを特徴とするシリコン結晶中の窒素濃度測定方法が提供される。
本発明の他の観点によると、
窒素濃度の異なる複数のシリコン結晶を準備する工程と、
前記複数のシリコン結晶を、それぞれ準熱平衡状態に到るまで加熱する工程と、
前記複数のシリコン結晶のそれぞれについて、赤外線吸収スペクトルを測定し、該吸収スペクトルから、不純物窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求める工程と、
前記吸収ピークの強度と前記窒素濃度とを対応付けて換算表を作成する工程と、
を有することを特徴とするシリゴン結晶中の窒素濃度測定用換算表の作成方法が提供される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の他の観点によると、
ＣＺ法を用いて、窒素が添加されたシリコン単結晶を引き上げる工程と、
引き上げられたシリコン単結晶インゴットから複数のシリコンウエハを切り出す工程と、
少なくとも１枚のシリコンウエハを準熱平衡状態に到るまで加熱する工程と、
前記シリコンウエハの赤外線吸収スペクトルを測定し、該吸収スペクトルから、不純物窒素に起因する欠陥に対応する吸収ピークの強度を求める工程と、
前記吸収ピークの強度に基づき、前記シリコン結晶中の窒素濃度を求める工程と、
前記窒素濃度が予め定められた範囲内かどうか判断する工程と、
を有することを特徴とするシリコンウエハの製造方法が提供される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の他の観点によると、上記シリコンウエハの製造方法によって、合格とされたシリコンウエハが提供される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の他の観点によると、上記シリコンウエハの製造方法によって、合格とされたシリコンウエハ上に半導体集積回路を作製することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。